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丝锥的TiN涂层表面处理& ?6 p7 N' ^# x% k0 e! t, P
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| （2006-03-13 15:26:03 ） | TiN涂层
7 X! i. n2 _: }- c: b; [TiC（碳化钛），TiN（氮化钛）等坚硬物质的涂层方法大致有两种，化学气相沉积法（CVD法）和物理气相沉积法（PVD法）。, r @" `# [4 {9 U2 |3 a
化学气相沉积法的温度为900-1100℃，已超过了高速钢的回火温度，所以不能用于高速钢的表面涂层。3 I: G& \; f4 P* {
物理气相沉积法温度较低，在500℃以下，适合对高速钢丝锥，铣刀的涂层，物理气相沉积法中最具代表性，最常用的是HCD离子电镀工艺。" H& T' ]2 h" j+ g3 I* o% b
HCD离子电镀工艺的基本过程是：把涂层材料钛（Ti）放于高真空槽内的坩中，用电子射线让它熔解发并与氮气反应，使之在已预热且受负电压作用下的刀具表面上生成细密。牢固的氮化钛（TiN）涂层，TiN涂层呈金黄色，与刀具母体的密著性很好。
5 T K/ o! s0 w丝锥表面的TiN涂层厚度为1-3um 。
3 |! o y2 |% D% t) v( O3 @3-1 特点
' G/ c( J: X" C9 w! x& E2 S- VTiN涂层的特点是：
4 j% j1 \1 Q8 B( l9 u& u提高表面硬度，提高耐磨性。
; C- R+ X. u2 K) K3 K* C9 |& K/ h3 ]减小磨擦系数。 4 g8 `2 ^1 e: ]7 [9 ?- Y
防粘结。 ! @1 k0 x; B$ U$ q' Z7 `; a8 q
提高耐热性。 * y# ~6 d/ o# [. }# M L2 ?1 S
这些特点能完全达到本节最初所讲的对刀具表面处理的目的，前面已述表面氮化处理也能提高刀具的表面硬度，但TiN被膜硬度更高，为2000HV，差不多是高速钢母体硬度的三倍。( m) j6 b( l6 ^; y. K, O/ }! D, D
) j4 Y* C# k/ r" a和其他氮化物，碳化物相比，TiN的热传导率，热膨胀系数均接近于高速钢，所以与高速钢的粘附强度高。$ m% M, t U) w2 L5 ]
4 @* X" ^. |( e4 w& X( ]. I' pTiN涂层可大幅度减小摩擦系数，例如TiN涂层对镍的磨擦系数仅为高速钢对镍的50%。
: N [3 {2 i5 @7 T' k3-2 适用范围" N8 k C* d/ M( M' \, [
TiN涂层的丝锥兼备氮化处理和氧化处理两者的优点，因此，对软材料和硬材料均有很好的性能，适用范围很宽，对一般的轧制结构钢，易产生粘结的不锈钢，合金工具钢等均有很好的切削效果。# f/ }0 C4 [$ W7 a0 |( v A
3-3 切削性能1 f/ E% E1 f$ A: {
TiN涂层与丝锥寿命的实验结果见图14，其中，图的上部分刃倾角丝锥不经任何表面处理和经氧化处理，TiN涂层三者加工析出硬化系不锈钢SUS630的情况，被切削材料易产生粘结，同时硬度高（45HRC），要求刀具有良好的抗粘结性和耐磨性，实验结果表明，丝锥寿命经氧化处理的是不经氧化处理的3倍，而TiN涂层的又是氧化处理的3倍，图的中部是被切削材料为S45C钢的情况，下部为经氧化处理和TiN涂层的N型挤压丝锥，加工SS400钢的情况，同样TiN涂层丝锥的寿命都约是氧化处理丝锥寿命的3倍。 |
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发表于 2007-7-26 18:48:59